[发明专利]一种高砷磷矿预脱砷的方法及系统

说明书

本发明涉及磷矿提纯技术领域，提供了一种高砷磷矿预脱砷的方法，首先将高砷磷矿粉进行高温处理，高砷磷矿粉中的砷与氧气在420～550℃温度下反应生成气态三氧化二砷，通过气固相分离将砷从磷矿粉中分离出来。进一步地，为了得到洁净的砷产品，将含少量矿粉的烟气进行除尘和冷却结晶，生成白砷被回收。本发明的方法使高砷磷矿的脱砷率大于80％，磷损率小于3％，工艺流程简单，能够回收白砷，变废为宝，具有广阔的应用前景。本发明利用黄磷尾气中高浓度的CO燃烧产生的热量对高砷磷矿粉进行高温热处理，能够进一步降低成本。本发明还提供了一种高砷磷矿预脱砷的系统，该系统结构简单，使用该系统进行高砷磷矿预脱砷，容易实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及磷矿提纯技术领域，特别涉及一种高砷磷矿预脱砷的方法及系统。

背景技术

磷矿是能被利用的磷酸盐类矿物的总称，是一种重要的化工矿物原料。工业上常用来制取黄磷、磷酸及其他磷酸盐类，可以用于医药、食品、染料、陶瓷及国防等工业部门。我国磷矿资源丰富，但是高品位磷矿储量较低，按照目前“采富弃贫”的开采模式，我国的磷矿石在20年后将被耗尽。近年来，随着磷肥工业的发展，磷矿的需求量急剧增加。在这种背景下，人们开始开采品位不高的磷矿资源，再经过富集加工处理生产商品磷矿。其中，高砷磷矿(可适用于砷含量大于10ppm的磷矿)含磷量较高，但是脱砷成本较高。不合理的开发利用的矿业活动所释放的砷会对环境造成污染，通过土壤、水源及食物链途径威胁到人体健康，因此对含砷磷矿的脱砷处理十分重要。经过多年来，人们不断研究磷矿脱砷的技术与方法，其中主要有蒸馏法、混酸法、氯化物法等，随着技术的发展又衍生出多种脱砷方法。

专利CN1247835 A公开了一种脱除磷矿中砷的方法，采用溶解及蒸馏的方式经过多级处理得到脱砷后的磷矿。该方法需要大量的溶剂先溶解磷矿，结晶后进行洗涤，为了提高脱砷率后续需要多次结晶洗涤及蒸馏。该法对设备要求较高，经济成本高，多次洗涤造作复杂且耗时较长。

专利CN035809 A公开了一种硫酸脱除磷矿中砷的方法，该方法需要用稀硫酸预处理磷矿粉，后续还需要加入助溶剂和还原剂，在1000℃以上进行反应从而脱除砷。该方法经济成本较高，脱砷效率高，但磷损率较高，并且使用大量的浓硫酸存在一定的安全隐患。

专利CN108892114 A公开了一种电催化氧化脱砷的方法，在电解池阴阳极室中分别加入磷粉、电解液和电解液，反应过程中需通入N₂，反应完成后需使用超纯水清洗脱砷磷粉。反应过程简单，但是会产生大量的电解废液，且需要制备超纯水，提供N₂保护，能耗较高。

上述的方法中，都存在着经济成本比较高，磷损率较大，耗费时间长，同时还产生生产废液以及存在安全隐患等问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种安全性高、工艺流程简单、可连续生产的磷矿预脱砷的方法，本发明的方法利用黄磷尾气热值，具有能耗较低的特点，并且脱砷效率高，耗时较短。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种高砷磷矿预脱砷的方法，包括以下步骤：

将高砷磷矿粉进行高温热处理，得到低砷磷矿粉和含砒尘烟气；所述高温热的温度为420～550℃；

将含砒尘烟气除尘后进行冷却结晶，得到固体三氧化二砷。

所述高砷磷矿粉的粒度为100～600μm。

优选的，所述高温热处理的时间为0.5～1.5h；所述高温热处理的热量来自于黄磷尾气燃烧产生的热量。

优选的，所述除尘的温度为380～460℃；所述冷却结晶的温度为180～220℃。

本发明提供了一种高砷磷矿预脱砷的系统，包括沸腾炉、陶瓷除尘器、冷凝塔和鼓风机；